JP7000106B2 - 現像装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体を回転可能に支持し、現像剤を収容する現像枠体と、
前記現像枠体に設けられ、前記現像剤担持体に担持された現像剤の厚みを規制する規制部材と、
を有する現像装置であって、
前記規制部材は、導電性を有する支持部材と、前記支持部材よりも抵抗率が大きい当接部材と、を有し、
前記現像剤担持体の回転軸方向と直交する断面において、
前記当接部材は、前記現像剤担持体の表面に沿って当接する当接部であって、凹状に湾曲した曲面形状を有する当接部を有し、
前記支持部材は、前記当接部を通る前記現像剤担持体の法線上に存在するように配置され、且つ、前記当接部は、第1の領域と、前記第1の領域に対して前記現像剤担持体の回転方向下流側に位置する第2の領域とを有し、
前記第1の領域から、当該第1の領域を通る第1の法線に沿って、前記第1の法線上に存在する前記支持部材までの厚みを第1の厚みとし、
前記第2の領域から、当該第2の領域を通る第2の法線に沿って、前記第2の法線上に存在する前記支持部材までの厚みを第2の厚みとしたとき、
前記第1の厚みは、前記第2の厚みよりも大きく、
前記現像剤担持体の回転中心から前記支持部材までの距離が最短となる位置を通る前記現像剤担持体の第3の法線を基準としたとき、
前記当接部は、前記第3の法線よりも、前記現像剤担持体の回転方向の下流側に存在せず、前記現像剤担持体の回転方向の上流側にのみ存在するように配置され、
現像動作時の前記支持部材の電位をV1とし、前記現像剤担持体の電位をV2としたとき、前記支持部材と前記現像剤担持体との間の電位差(V1-V2)における極性が、前記現像剤の帯電極性と同極性であることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の現像装置は、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体を回転可能に支持し、現像剤を収容する現像枠体と、
前記現像枠体に設けられ、前記現像剤担持体に担持された現像剤の厚みを規制する規制部材と、
を有する現像装置であって、
前記規制部材は、
前記現像剤担持体と当接する第1当接部と、
前記現像剤担持体の表面に対し、前記第1当接部を介して第1の距離で対向する、前記第1当接部よりも抵抗率が小さい第1導電部と、
前記第1当接部よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側において、前記現像剤担持体と当接する第2当接部と、
前記第1導電部よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側において、前記現像剤担持体の表面に対し、前記第2当接部を介して前記第1の距離よりも短い第2の距離で対向する、前記第2当接部よりも抵抗率が小さい第2導電部と、
を有し、
前記第1当接部と前記第2当接部は、凹状に連続して湾曲した曲面形状を形成し、
現像動作時において、前記第1導電部及び前記第2導電部の電位は、前記現像剤担持体の電位に対して、現像剤の帯電極性と同極性側に大きいことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の現像装置は、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体を回転可能に支持し、現像剤を収容する現像枠体と、
前記現像枠体に設けられ、前記現像剤担持体に担持された現像剤の厚みを規制する規制部材と、
を有する現像装置であって、
前記規制部材は、導電性を有する支持部材と、前記支持部材よりも抵抗率が大きい当接部材と、を有し、
前記現像剤担持体の回転軸方向と直交する断面において、
前記当接部材は、前記現像剤担持体の表面に沿って当接する当接部であって、凹状に湾
曲した曲面形状を有する当接部を有し、
前記支持部材は、前記当接部を通る前記現像剤担持体の法線上に存在するように配置され、且つ、前記当接部は、第1の領域と、前記第1の領域に対して前記現像剤担持体の回転方向下流側に位置する第2の領域とを有し、
前記第1の領域から、当該第1の領域を通る第1の法線に沿って、前記第1の法線上に存在する前記支持部材までの厚みを第1の厚みとし、
前記第2の領域から、当該第2の領域を通る第2の法線に沿って、前記第2の法線上に存在する前記支持部材までの厚みを第2の厚みとしたとき、
前記第1の厚みは、前記第2の厚みよりも大きく、
前記現像剤担持体の回転中心から前記支持部材までの距離が最短となる位置を通る前記現像剤担持体の第3の法線を基準としたとき、
前記当接部は、前記第3の法線よりも、前記現像剤担持体の回転方向の下流側に存在せず、前記現像剤担持体の回転方向の上流側にのみ存在するように配置され、
現像動作時において、前記支持部材と前記現像剤担持体との間に、前記支持部材側に向かって現像剤の帯電極性と同極性となる電位差が形成されることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明のプロセスカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像を現像する、上記の現像装置と、
を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
上記の現像装置と、
前記現像装置が着脱可能な装置本体と、
前記現像剤担持体及び前記規制部材にそれぞれ大きさの異なるバイアスを印加するバイアス印加手段と、
を備えることを特徴とする。
着による濃度薄や縦スジなどの画像不良の発生も防止できる。
<画像形成装置の全体的な概略構成>
図2を参照して、本発明の実施例に係る電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置)の全体構成について説明する。図2は、本発明の実施例に係る画像形成装置100の概略構成を示す模式的断面図である。
置8が設置されている。クリーニング装置8に付属のブレードが感光ドラム1上のトナーを掻き落とせるように接触配置されている。
図1を参照して、本発明の実施例に係る現像装置2の全体構成について説明する。図1は、本実施例に係る現像装置2の概略構成を示す模式的断面図であり、現像ローラ3の回転方向R2と直交する方向から見た(現像ローラ3の回転軸方向に見た)図となっている。本実施例の現像装置2は、図1に示すように、現像容器6、現像ローラ3、規制ブレード4、供給ローラ5を備える。
500Vに均一に帯電する。印字部は、露光装置91により感光ドラム1の表面電位が-100Vになるよう調整した。現像ローラ3に対して-300Vの現像バイアス電圧Vdevを印加することで、負極性のトナーTを、印字部へ転移させる反転現像を行う。規制ブレード4に印加する規制バイアス電圧Vbldは、現像バイアス電圧Vdevよりも、トナーTの帯電極性と同極性である、負極性方向になるよう設定する。
図1、図3~図7を参照して、本実施例の特徴である規制ブレード4の形状と当接状態について説明する。
図3は、実施例1における規制ブレード4が現像ローラ3に当接した状態を示す模式的断面図であり、現像ローラ3の回転方向R2と直交する方向から見た(現像ローラ3の回転軸方向に見た)図である。図1、図3に示すように、規制ブレード4は、支持部材41の自由端である先端側に設けられた樹脂層42における現像ローラ3との対向面側に、当接部として、連続して湾曲した曲面形状が形成されている。そして、規制ブレード4の樹脂層42を現像ローラ3に当接させ、連続した当接面である当接ニップDを形成している。ここで、当接ニップ幅とトナーの帯電量の関係性について、図4を用いて説明する。
直線となっている。また、後述する支持部材41上の点J1と点J3を通る直線Uと、現像ローラ3の中心点31aの間の距離は、直線M0上で最短となっている。
トナーTには現像ローラ3へより大きい付勢力F2が働くため、より多くのトナーTが現像ローラ3の回転に伴って規制ブレード4に搬送される。そして、当接ニップDに向けて突入するトナー量が多いほど、規制ブレード4は持ち上がり、規制不良となってしまう。規制不良を防止するため、特に付勢力F2sを小さくする必要があるため、上流側の電界Eaは小さくする必要がある。そして、その小さくした上流側の電界Eaより下流側の電界Ebを大きくすることで、規制不良を防止しながら、規制ブレード4へトナーTが融着を防止することができる。
図7は、規制ブレード4と現像ローラ3、およびブレードバイアス印加装置の電気的等価回路図である。ここでは、ブレードバイアスΔが形成された定常状態を考えればよいため、静電容量成分については無視している。樹脂層42の抵抗は、当接ニップ上流Daにおいて抵抗R1a、当接ニップ下流Dbにおいて抵抗R1bとした。またトナー層と現像ローラ3の合成抵抗を抵抗R2とした。この抵抗R2は当接ニップ上流Daと当接ニップ下流Dbで同じ値となる。そして、当接ニップ上流Daの合成抵抗R1a+R2と、当接ニップ下流Dbの合成抵抗R1b+R2とを、並列につないだ回路に、ブレードバイアスΔの絶対値である電圧Vが印加されている。
V1a=I・(R2・R1a+R1a・R1b)/(2R2+R1a+R1b) …式1
V1b=I・(R2・R1b+R1a・R1b)/(2R2+R1a+R1b) …式2
結果、上述したように、トナー層にかかる当接ニップ下流Db内の電界Ebは、当接ニップ上流Da内の電界Eaよりも大きくなる。そのため、樹脂層42が半導電性を有する本実施例のような場合についても、下流側の厚みLbを上流側の厚みLaよりも小さくすることで、下流側の電界Ebは上流側の電界Eaよりも大きくなる。そして、このように、上流側の厚みLaを大きくして、上流側の電界Eaを小さくすることで、規制不良を防止することができる。さらに、下流側の厚みLbを上流側の厚みLaよりも小さくして、下流側の電界Ebを大きくすることで、規制ブレード融着を防止することができる。
ここで、本実施例の効果確認として行う、各項目の評価方法について説明する。カブリについては、ベタ白画像印字時の転写後に感光ドラム1上に残ったトナーを透明性のテープに一旦転写し、トナーが付着したテープを評価用の記録紙上に貼付ける。また同一の記録紙上に、トナー付着していないテープも同時に貼り付ける。その記録紙に貼り付けられたテープの上から、光学反射率測定機(東京電飾製TC-6DS)によりグリーンフィルタによる光学反射率を測定し、トナー付着していないテープの反射率から差し引いてカブリ分の反射率量を求めカブリ量として評価した。ベタ白画像印字時の転写後の感光ドラム1上のカブリをみることで、帯電量が低いことによって非印字部に現像されかつ転写されないカブリを評価することができる。評価用の記録紙は白地のものを用い、濃度測定時は下地に同じ紙を10枚以上敷いて測定した。またテープ上を3点以上測定し、その平均値をカブリ量とした。そして、カブリ量が3%以上であるときを×、1%以上3%未満であるときを△、0.5%以上1%未満であるときを○、0.5%未満であるときを◎とした。
図9を参照して、比較例1の規制ブレード4の形状と当接状態について説明する。比較例1における規制ブレード4以外の構成は、実施例1と同様であり、説明を省略する。図9は、比較例1における規制ブレード4が現像ローラ3に当接した状態を示す模式的断面図である。比較例1は、実施例1と異なり、当接ニップDの上流部Daにおける樹脂層42の厚みLaと、当接ニップDの下流部Dbにおける樹脂層42の厚みLbとが、互いに同じとなるように設定されている。
図10を参照して、比較例2の規制ブレード4の形状と当接状態について説明する。比較例2における規制ブレード4以外の構成は、実施例1と同様であり、説明を省略する。図10は、比較例2における規制ブレード4が現像ローラ3に当接した状態を示す模式的断面図である。比較例2は、実施例1と異なり、当接ニップDの上流部Daにおける樹脂層42の厚みLaより、当接ニップDの下流部Dbにおける樹脂層42の厚みLbの方が大きくなるように設定されている。
図8を参照して、本発明の実施例2に係る現像装置について説明する。実施例2における規制ブレード4以外の構成は、実施例1と同様のため、説明を省略する。図8は、実施例2における規制ブレード4が現像ローラ3に当接した状態を示す模式的断面図である。実施例2は、実施例1と同様、当接ニップDの上流部Daにおける樹脂層42の厚みLaと、当接ニップDの下流部Dbにおける樹脂層42の厚みLbの関係が、上流側の厚みLaより下流側の厚みLbの方が小さくなるように設定している。そのため、実施例1と同
様、カブリを低減しつつ規制不良と規制ブレード融着の両方を防止することが可能となっている。
変形例Aにおける規制ブレード4以外の構成は、実施例2と同様のため、説明を省略する。変形例Aは、実施例2と同様、実施例1よりも、当接ニップDの幅を長くしている。そのため、変形例Aは、実施例1よりも、当接ニップの下流でトナーの帯電量がさらに高くなる。そのため、変形例Aは、実施例2と同様に、カブリに関しては、より低減できるようになる。一方、規制ブレード融着に関しては、ブレードバイアスΔによって規制ブレード融着を抑制することが難しくなってくる。また、変形例Aでは、実施例2と異なり、当接ニップ上流Daの当接圧Kaと、当接ニップ下流Dbの当接圧Kbとの関係は、上流側の当接圧Kaより下流側の当接圧Kbの方が大きくなっている。
2では、規制不良と規制ブレード融着が両立するブレードバイアスΔの範囲は変形例Aより広くすることができている。
Claims (14)
- 現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体を回転可能に支持し、現像剤を収容する現像枠体と、
前記現像枠体に設けられ、前記現像剤担持体に担持された現像剤の厚みを規制する規制部材と、
を有する現像装置であって、
前記規制部材は、導電性を有する支持部材と、前記支持部材よりも抵抗率が大きい当接部材と、を有し、
前記現像剤担持体の回転軸方向と直交する断面において、
前記当接部材は、前記現像剤担持体の表面に沿って当接する当接部であって、凹状に湾曲した曲面形状を有する当接部を有し、
前記支持部材は、前記当接部を通る前記現像剤担持体の法線上に存在するように配置され、且つ、前記当接部は、第1の領域と、前記第1の領域に対して前記現像剤担持体の回転方向下流側に位置する第2の領域とを有し、
前記第1の領域から、当該第1の領域を通る第1の法線に沿って、前記第1の法線上に存在する前記支持部材までの厚みを第1の厚みとし、
前記第2の領域から、当該第2の領域を通る第2の法線に沿って、前記第2の法線上に存在する前記支持部材までの厚みを第2の厚みとしたとき、
前記第1の厚みは、前記第2の厚みよりも大きく、
前記現像剤担持体の回転中心から前記支持部材までの距離が最短となる位置を通る前記現像剤担持体の第3の法線を基準としたとき、
前記当接部は、前記第3の法線よりも、前記現像剤担持体の回転方向の下流側に存在せず、前記現像剤担持体の回転方向の上流側にのみ存在するように配置され、
現像動作時の前記支持部材の電位をV1とし、前記現像剤担持体の電位をV2としたとき、前記支持部材と前記現像剤担持体との間の電位差(V1-V2)における極性が、前記現像剤の帯電極性と同極性であることを特徴とする現像装置。 - 前記第1の領域が前記現像剤担持体に当接する第1の当接圧と、前記第2の領域が前記現像剤担持体に当接する第2の当接圧の関係は、第1の当接圧よりも第2の当接圧の方が小さいことを特徴とする請求項1に記載の現像装置。
- 前記規制部材は、前記現像枠体に一端が支持され、自由端である他端側を前記現像剤担持体の回転方向上流側に向けて前記現像剤担持体に当接することを特徴とする請求項1または2に記載の現像装置。
- 現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体を回転可能に支持し、現像剤を収容する現像枠体と、
前記現像枠体に設けられ、前記現像剤担持体に担持された現像剤の厚みを規制する規制部材と、
を有する現像装置であって、
前記規制部材は、
前記現像剤担持体と当接する第1当接部と、
前記現像剤担持体の表面に対し、前記第1当接部を介して第1の距離で対向する、前記第1当接部よりも抵抗率が小さい第1導電部と、
前記第1当接部よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側において、前記現像剤担持体と当接する第2当接部と、
前記第1導電部よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側において、前記現像剤担持体の表面に対し、前記第2当接部を介して前記第1の距離よりも短い第2の距離で対向する、前記第2当接部よりも抵抗率が小さい第2導電部と、
を有し、
前記第1当接部と前記第2当接部は、凹状に連続して湾曲した曲面形状を形成し、
現像動作時において、前記第1導電部及び前記第2導電部の電位は、前記現像剤担持体の電位に対して、現像剤の帯電極性と同極性側に大きいことを特徴とする現像装置。 - 前記現像剤担持体の回転軸と直交する方向において、前記第1当接部の厚みは、前記第2当接部の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項4に記載の現像装置。
- 前記第1当接部の前記現像剤担持体に対する当接圧は、前記第2当接部の前記現像剤担持体に対する当接圧よりも大きいことを特徴とする請求項4または5に記載の現像装置。
- 前記規制部材は、
前記第1導電部及び前記第2導電部を含む、導電性を有する支持部材と、
前記第1当接部及び前記第2当接部を含む、前記支持部材よりも抵抗率が大きい当接部材と、
を有することを特徴とする請求項4~6のいずれか1項に記載の現像装置。 - 前記支持部材は、一端側が、前記現像枠体に支持され、前記一端側に対して前記現像剤担持体の回転方向上流側に位置する自由端を含む他端側が、前記当接部材を介して前記現像剤担持体に当接する、片持ち梁構造を有することを特徴とする請求項7に記載の現像装置。
- 前記支持部材は、前記当接部材を介して前記現像剤担持体に当接する領域よりも前記現像剤担持体の回転方向下流側に、前記第2の距離よりも短い距離で前記現像剤担持体の表面と対向する領域を有することを特徴とする請求項7または8に記載の現像装置。
- 前記規制部材は、現像動作時において、前記現像剤担持体に印加されるバイアスに対して現像剤の帯電極性と同極性側に大きさを有するバイアスが印加されることを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の現像装置。
- 前記現像枠体で収容する現像剤が、非磁性一成分系現像剤であることを特徴とする請求
項1~10のいずれか1項に記載の現像装置。 - 現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体を回転可能に支持し、現像剤を収容する現像枠体と、
前記現像枠体に設けられ、前記現像剤担持体に担持された現像剤の厚みを規制する規制部材と、
を有する現像装置であって、
前記規制部材は、導電性を有する支持部材と、前記支持部材よりも抵抗率が大きい当接部材と、を有し、
前記現像剤担持体の回転軸方向と直交する断面において、
前記当接部材は、前記現像剤担持体の表面に沿って当接する当接部であって、凹状に湾曲した曲面形状を有する当接部を有し、
前記支持部材は、前記当接部を通る前記現像剤担持体の法線上に存在するように配置され、且つ、前記当接部は、第1の領域と、前記第1の領域に対して前記現像剤担持体の回転方向下流側に位置する第2の領域とを有し、
前記第1の領域から、当該第1の領域を通る第1の法線に沿って、前記第1の法線上に存在する前記支持部材までの厚みを第1の厚みとし、
前記第2の領域から、当該第2の領域を通る第2の法線に沿って、前記第2の法線上に存在する前記支持部材までの厚みを第2の厚みとしたとき、
前記第1の厚みは、前記第2の厚みよりも大きく、
前記現像剤担持体の回転中心から前記支持部材までの距離が最短となる位置を通る前記現像剤担持体の第3の法線を基準としたとき、
前記当接部は、前記第3の法線よりも、前記現像剤担持体の回転方向の下流側に存在せず、前記現像剤担持体の回転方向の上流側にのみ存在するように配置され、
現像動作時において、前記支持部材と前記現像剤担持体との間に、前記支持部材側に向かって現像剤の帯電極性と同極性となる電位差が形成されることを特徴とする現像装置。 - 画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記静電潜像を現像する、請求項1~12のいずれか1項に記載の現像装置と、
を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 請求項1~12のいずれか1項に記載の現像装置と、
前記現像装置が着脱可能な装置本体と、
前記現像剤担持体及び前記規制部材にそれぞれ大きさの異なるバイアスを印加するバイアス印加手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
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